柑橘是我國及世界第一大果樹，我國生產(chǎn)的柑橘95%以上用于鮮食。熟期多樣化是我國柑橘育種的重要方向之一，構(gòu)建早中晚熟搭配合理的品種結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)全年鮮果均衡供應(yīng)，是我國柑橘產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)問題。然而當(dāng)前，我國柑橘成熟期依然比較集中，中熟品種占比超50%，極早熟和極晚熟柑橘品種占比不足5%，其主因在于優(yōu)質(zhì)特早熟與晚熟品種比較匱乏；同時，對于柑橘熟期調(diào)控機(jī)制的認(rèn)知尚淺，可用的調(diào)控手段亦較有限。因此，深入挖掘柑橘果實(shí)熟期調(diào)控的關(guān)鍵基因，深入解析其分子調(diào)控機(jī)制，對推進(jìn)多熟期優(yōu)質(zhì)柑橘新品種選育具有重要的理論與實(shí)踐意義。
近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗室伊華林/吳巨勛課題組在Plant Physiology發(fā)表了 “The miR156k-SQUAMOSA PROMOTER-BINDING PROTEIN-LIKE2 module regulates the abscisic acid receptor PYL2 during citrus fruit ripening”的研究論文，揭示了csi-miR156k通過靶向SPL2促進(jìn)柑橘果實(shí)成熟的功能和分子機(jī)制。
伊華林、吳巨勛課題組始終專注于柑橘果實(shí)重要性狀形成的調(diào)控機(jī)制研究，其中柑橘果實(shí)熟期性狀形成是重點(diǎn)研究方向。在前期研究中，本課題組基于晚熟臍橙芽變材料，通過小RNA組鑒定出了一個差異表達(dá)的csi-miR156k （Wu et al., 2016）。在山金柑中超量表達(dá)csi-miR156k可使果實(shí)早熟23.5-36.65天，通過瞬時轉(zhuǎn)化山金柑果實(shí)證明SPL2能顯著調(diào)控果實(shí)的成熟，證明其是csi-miR156k發(fā)揮調(diào)控柑橘果實(shí)成熟功能的關(guān)鍵靶基因。為了解析其中的分子機(jī)制，基于DNA親和純化測序（DAP-seq）篩選到SPL2的關(guān)鍵候選靶基因——ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的關(guān)鍵基因PYL2，采用雙熒光素酶實(shí)驗、酵母單雜、EMSA實(shí)驗證實(shí)了SPL2可直接結(jié)合PYL2的啟動子并抑制其啟動子活性。在山金柑中瞬時沉默PYL2和瞬時超表PYL2則獲得了與SPL2相反的表型。為了進(jìn)一步解析SPL2抑制PYL2轉(zhuǎn)錄表達(dá)的機(jī)制，通過酵母庫篩選，鑒定到了與SPL2可能存在互作的蛋白CCoAOMT7，并通過酵母雙雜、LCI、BIFC、Co-IP與His-Pulldown證實(shí)了SPL2與CCoAOMT7的蛋白互作關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)該復(fù)合體通過招募SAHH1蛋白提高了PYL2啟動子區(qū)的DNA和組蛋白甲基化水平，從而共抑制PYL2的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而通過影響ABA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)參與柑橘果實(shí)成熟調(diào)控。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹系吳巨勛副教授為該論文通訊作者，伊華林教授對實(shí)驗進(jìn)行了全程指導(dǎo)。已畢業(yè)博士生張力（現(xiàn)為湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所博士后）和博士生徐宸宇為共同第一作者；已畢業(yè)博士徐彥輝、博士生尹民強(qiáng)與蔡珍梅，碩士研究生趙珍梅、程瀚遠(yuǎn)參與了該研究工作；楊海健副研究員與李先明研究員也參與指導(dǎo)了相關(guān)工作。本研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2024YFD1200501）、國家現(xiàn)代柑橘產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-26）、湖北省科技創(chuàng)新項目（2024BBB085）、重慶市科企聯(lián)合體等項目的資助。
